Большие данные и поиск внеземного разума

Охота за разумной жизнью за пределами Земли началась как нишевая область, в которой участвовала лишь горстка исследователей, которые изо всех сил пытались получить доступ к телескопам, необходимым им для поиска внеземного разума. (СЕТИ). Но в последнее десятилетие, вызванное открытием более 4000 планет за пределами нашей солнечной системы, интерес к теме резко возрос.

Поскольку в SETI участвует все больше университетов и исследовательских институтов, телескопов становится больше, чем когда-либо. поиск прямых или косвенных техносигнатур, которые являются индикаторами технологий, таких как наличие радио волны. И Закон Мура Увеличение мощности компьютера означает, что можно собирать все больше и больше данных, что позволяет осуществлять поиск как в более широкой части электромагнитного спектра, так и на большей площади неба.

Рекомендуемые видео

Имея больше данных, чем когда-либо, об отдаленных системах и потенциале жизни там, мы поговорили с Эндрю Симионом, директором Исследовательского центра SETI в Беркли и Института Бернарда М. Оливер, председатель SETI в Институте SETI, о стремительном развитии в области SETI, ставшим возможным благодаря новым технологиям и развитию больших данных.

Телескопическая решетка Аллена, собирающая данные для SETI.Сет Шостак/Институт SETI

Больше данных — благо для исследователей, но большие объемы данных требуют большого объема анализа. SETI часто использовала передовые технологии и подходы для стимулирования своих амбициозных поисков, а исследователи учитывали интерес общественности к этой теме, чтобы нанять их в качестве гражданских ученых. Гражданские ученые внесли свой вклад в важные открытия в этой области, такие как выявление Звезда Табби по данным телескопа Кеплер, звезда с необычно колеблющейся яркостью, которая, по некоторым предположениям, могла быть связана с присутствием там цивилизации.

«SETI — это замечательная приманка для людей», — сказал Симион. «Любой, кто смотрит на небо, задает вопрос: «Есть ли там кто-нибудь?» Это очень естественный, очень человеческий вопрос. Ученые, работающие в этой области, обладают таким же врожденным любопытством ко Вселенной, как и широкая публика. Это отличная привлекательность и отличный способ заинтересовать людей [наукой]».

В 1999 году Проект SETI@home пригласил публику предоставить вычислительные ресурсы для анализа данных SETI в одном из первых проектов распределенных вычислений. В настоящее время этот подход распространен на другие области, такие как моделирование частей нашей галактики и поиск гравитационных волн, а распределенные вычисления даже используются для искать лечение от COVID-19.

Однако проект SETI@home установил новый стандарт гражданской науки и привлечения общественности к астрономическим исследованиям. проект закрыли в этом году после 20 лет анализа данных. Одной из причин столь горько-сладкого закрытия проекта было, как это ни парадоксально, то, что теперь на самом деле существует слишком данные для прочесывания. Телескопы генерируют больше данных, чем когда-либо, и обычно находятся в отдаленных местах с подключением к Интернету со скоростью не более гигабита в секунду. Логистика распределения данных по таким соединениям сделала проект неэффективным.

«Теперь телескопы способны производить так много данных, что невозможно передать такой объем данных добровольцам», — объяснил Симион. «Пространство открытий находится в этих огромных, огромных потоках данных. И просто неэффективно распределять много терабит в секунду среди добровольцев по всему миру. Более эффективно, если обработка данных будет происходить в реальной обсерватории».

Телескопическая решетка Аллена, вид с воздуха
Телескопическая решетка Аллена, вид с воздухаСет Шостак/Институт SETI

Теперь вместо проектов распределенных вычислений курируется одна область, к которой ученые SETI хотят привлечь общественность. машинное обучение, при котором людей просят идентифицировать или группировать особенности изображений с помощью веб-сайта, с которого они могут получить доступ. дом. Гражданские ученые в настоящее время участвуют в аналогичных проектах по анализировать световое загрязнение или чтобы найти маршруты движения марсоходов на Марсе.

Этот подход может быть полезен и в SETI, как описал Симион: «Как мы можем использовать естественную способность людей идентифицировать кластеры особенностей на изображениях, чтобы пример?" Это может включать в себя предложение общественности проанализировать изображения неба или заставить их проанализировать спектрограммы, которые являются визуальными представлениями радиотелескопа. данные. Маркировка или классификация данных SETI означает, что их можно анализировать гораздо эффективнее.

Однако одна из проблем при привлечении общественности для SETI заключается в том, что виды анализа, которые проводятся, часто требуют узкоспециализированных знаний. Не у всех есть навыки анализа сложных данных или создания программного обеспечения. К счастью, гражданские ученые бывают самых разных форм: от обычного представителя общественности, который только что услышал об астрономических открытиях в новостях, до хотел бы помочь на несколько часов тому, кто работает, например, инженером по машинному обучению, и хочет добровольно поделиться своими навыками, чтобы внести свой вклад в разработку программного обеспечения. проект.

Есть смысл получить вклад от всех этих людей с их разными навыками. «Мы пытаемся обращаться к гражданским ученым на разных уровнях», — сказал Симион. «Мы стараемся найти что-то для каждого, чтобы у множества разных людей с разным уровнем опыта и технических знаний была возможность участвовать в проектах, которые у нас есть».

Беркли SETI, Breakthrough Listen, Институт SETI и сообщество GNU Radio совместно провели хакатон в радиообсерватории Хэт-Крик в Северной Калифорнии.Натан Уэст

Интерес к SETI также можно использовать для привлечения общественности к науке. Недавнее сотрудничество между Институтом SETI и проектом программного обеспечения с открытым исходным кодом GNU Radio направлено на дать людям возможность узнать о радиотехнике, цифровой обработке сигналов и радио астрономия. Купив ключ примерно за 25 долларов, представители общественности смогут оцифровывать аналоговые радиосигналы и обрабатывать их на своих компьютерах.

«GNU Radio очень интересно, потому что эти устройства очень недороги и благодаря экспериментам с программно-определяемыми радио, люди могут развивать множество очень важных навыков для той работы, которую мы выполняем, особенно на радио SETI», — Симион сказал. «По сути, эти [ключи] представляют собой микроверсию цифровых вычислительных систем стоимостью в миллион долларов, которые мы подключаем к радиотелескопам».

Такое сотрудничество не только знакомит людей с наукой и техникой, но и расширяет круг знаний. опыт в области радиотехники, который может быть использован в новых методах и знаниях, которые помогут проектам SETI в будущее.

Группа хакатона перед посудой АТА
Группа хакатона перед посудой АТААраш Рошанинешат

Сиемион говорит, что он вселил надежду на светлое будущее SETI, о чем свидетельствует недавнее открытие потенциальный биомаркер жизни на Венере. «Это все еще всего лишь намек, обнаружение фосфена, но это красивый намек», — сказал Симион.

«Невероятно интересно и воодушевляюще видеть подобные открытия, и это очень мотивирует. Точно так же, как открытие повсеместного распространения внесолнечных планет стимулировало поиск жизни, я думаю, что открытие биосигнатуры выведет ситуацию на другой уровень».

Рекомендации редакции

  • Два новых телескопа присоединяются к поиску внеземного разума
  • В поисках доказательств разумной жизни в центре Млечного Пути

Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.